Drobilica za mjerenje ugljena, također poznat kao drobilica s valjcima, uglavnom se koristi za drobljenje materijala kroz dva valjka. Svaki valjak pokreće zasebni motor, a motor pokreće remenicu tijekom rada, tako da se dva valjka relativno okreću. U to vrijeme, materijal se dodaje iz ulaza između dva valjka, a materijal se uvodi između dva valjka silom trenja i zubima valjka, koji se drobi i ispušta. Drobilica za usitnjavanje ugljena uglavnom se koristi za operacije srednjeg i finog drobljenja ruda srednje-tvrdoće. Na zube valjka drobilice utječu sveobuhvatne sile kao što su udarci materijala i vlastita težina tijekom uporabe, tako da se lako troše. Trošenje zuba valjka ne samo da će utjecati na radnu učinkovitost, već će također uzrokovati štetu samoj drobilici. Tijekom obrade i proizvodnje, stopa podudaranja između zubaca valjka i kontaktne površine tijela valjka trebala bi doseći više od 90%, što je teško podudaranje. Jednom kada se trošenje pojavi s odgovarajućim razmakom, trošenje će se dodatno povećati pod kontinuiranom erozijom materijala, tako da je drobilica u stanju skrivene opasnosti. U isto vrijeme, trošenje će dovesti do ozljede tijela valjka, pucanja zuba valjka, lokalnog pada, deformacije ili loma pričvrsnog vijka, teško ga je rastaviti prilikom ponovne zamjene zuba valjka. Može se vidjeti da su zubi valjka za drobljenje glavni dijelovi koji se lako troše i da je potrošnja velika. Stoga je materijal q345 odabran za provedbu analize naprezanja pomoću konačnih elemenata na određenom tipu valjka za drobljenje. Materijal za drobljenje je granit, čija je tlačna čvrstoća 100 mpa Manja ili jednaka Manja ili jednaka 250 mpa, a njegova gornja granica od 250 mpa primjenjuje se na utor valjka za drobljenje za utovar. Odabir zuba valjka s dobrom otpornošću na habanje vrlo je važan za poboljšanje radne učinkovitosti drobilice s valjcima. Materijal treba razumno odabrati u skladu s veličinom zubaca valjka i svojstvima materijala koji se drobe, kako bi se maksimizirala izvedba i potencijal različitih materijala-otpornih na habanje, produžio njihov vijek trajanja i smanjila potrošnja materijala.
Ovaj rad uglavnom govori o odabiru materijaladrobilica za veličanje ugljenavaljak, te demonstrira racionalnost odabira materijala kroz analizu sila konačnih elemenata. Uobičajeni niskolegirani čelik visoke čvrstoće izbor je u dizajnu i proizvodnji lomova valjka. Obični nisko{2}}legirani čelik visoke{3}}čvrstoće vrsta je običnog nisko-legiranog čelika koji sadrži malu količinu legirajućih elemenata (u većini slučajeva ukupna količina nije veća od 3%), njegova čvrstoća je relativno visoka, sveobuhvatna izvedba je relativno dobra i ima otpornost na koroziju, otpornost na trošenje, otpornost na niske temperature i bolju izvedbu strojne obrade, izvedbu zavarivanja. Pod uvjetom uštede puno oskudnih legirajućih elemenata (kao što su nikal i krom), obično se 1t običnog nisko-legiranog čelika može koristiti preko 1,2t do 1,3t ugljičnog čelika, a njegov radni vijek i raspon uporabe mnogo su duži od ugljičnog čelika. Tablica 1 prikazuje kemijski sastav uobičajenog niskolegiranog čelika. Tablica 2 prikazuje glavna mehanička svojstva niskolegiranog čelika s valjkom drobilice.
Program je abaqus softver konačnih elemenata. Budući da je struktura valjka za drobljenje izlivena kao cjelina, u procesu analize i proračuna, cijeli valjak za drobljenje kao materijalna kontinuirana, ujednačena cjelina, da su njegova gustoća ρ, modul elastičnosti e i Poissonov omjer: isti, to jest, kada je materijal q345 niskolegirani čelik.
Za analizu naprezanja pomoću konačnih elemenata valjka drobilice kalibara ugljena, model konačnih elemenata valjka drobilice prvi je put uspostavljen u okruženju abaqus/cae. Tip elementa drobilice bio je c3d4, a broj elemenata bio je 96126, a broj čvorova bio je 18661 nakon podjele mreže. Kada su granični uvjeti postavljeni, sva ograničenja osim rotacije oko središnje osi primjenjuju se na unutarnju rupu nazubljenog valjka. Tijekom opterećenja, granično opterećenje usitnjenog materijala (pod pretpostavkom da je površina zuba podvrgnuta ravnomjernom distribucijskom pritisku materijala) primjenjuje se na površinu valjka zuba, a veličina je 250mpa. Nakon gornjih koraka, naprezanje i naprezanje u radnom procesu valjka zuba drobilice dobivaju se rješavanjem problema s abaqusom, a statičko strukturno naprezanje prikazano je na slici 3. Na slici 3 može se vidjeti da je maksimalna vrijednost naprezanja 403 mpa kada se na površinu zuba valjka drobilice primijeni uniformni pritisak od 250 mpa, što je veće od granične vrijednosti tečenja čelik q345. Međutim, najveća vrijednost nalazi se u malom području kuta vanjskog luka mreže na lijevom kraju utora zuba. Uzimajući u obzir da je manja vjerojatnost da će kraj biti stisnut materijalima tijekom stvarnog rada valjka za drobljenje, moguće stanje popuštanja u ovom malom području nije uzeto u obzir. Za većinu područja utora za naprezanje valjka za drobljenje, vrijednost naprezanja g Manja ili jednaka 300mpa, manja je od granične vrijednosti razvlačenja materijala čelika q345, u odnosu na materijal postoji višak, materijal ne dolazi do plastične deformacije. Općenito govoreći, manje opterećeni dio pojavljuje se na mjestu gdje je sila mala, dodirna površina mala, a struktura pretjerano glatka. Mjesta većeg naprezanja su koncentrirana na mjestima gdje je naprezanje veće i lokalni oštri kut prevelik, što je u skladu sa stvarnim stanjem i ima vjerodostojnost.